新興領(lǐng)域小規(guī)模的前瞻性研究達(dá)到一定成熟度以后,，會出現(xiàn)若干有重大科學(xué)意義或應(yīng)用價值的目標(biāo)和方向,，需要大規(guī)模的投資和大批科學(xué)家參與方能完成，即大科學(xué),。在生命科學(xué)領(lǐng)域,，多個國家都在大力推進(jìn)“后基因組”、“干細(xì)胞”,、“癌癥基因組”等大科學(xué)研究
“目前,，生命科學(xué)的發(fā)展趨勢是從‘小路’走向‘大道’以至‘高速路’，”,。近日,，在中外著名科學(xué)家云集的“21世紀(jì)科學(xué)前沿與中國的機(jī)遇”高層論壇上，中國科學(xué)院生物物理研究所所長饒子和教授對當(dāng)今生命科學(xué)的發(fā)展趨勢進(jìn)行“點題”,，并分析了國外生命科學(xué)研究重要計劃的最新動態(tài),。
這里所謂“小路”和“大道”,，置換成正式的書面語言就是“小科學(xué)”與“大科學(xué)”。饒子和解釋說,，科學(xué)研究中所謂的“小科學(xué)”通常是指“以科學(xué)假設(shè)為驅(qū)動力”,，以個別科學(xué)家及其領(lǐng)導(dǎo)的小組研究為主體的“自由探索”；而“大科學(xué)”是指“以科學(xué)問題為驅(qū)動力”,，發(fā)揮多學(xué)科交叉,、優(yōu)勢互補(bǔ)、組織團(tuán)隊進(jìn)行聯(lián)合攻關(guān)從而完成某一項科學(xué)計劃或科學(xué)工程,。如我國早期的人工合成胰島素,、胰島素晶體結(jié)構(gòu)測定等都是具有一定特色的生命科學(xué)領(lǐng)域的“大科學(xué)”計劃成功的案例。
饒子和指出,，大規(guī)模人類基因組測序的順利完成,，標(biāo)志著生命科學(xué)開始由“小科學(xué)時代”邁入“大科學(xué)時代”。更加確切地說,，是“大科學(xué)”與“小科學(xué)”結(jié)合,、互補(bǔ)和并存的時代。
人類進(jìn)入21世紀(jì)至今,，由美國,、英國和日本等發(fā)達(dá)國家政府牽頭，在生命科學(xué)領(lǐng)域?qū)嵤┝艘幌盗兄匾?ldquo;大科學(xué)”計劃,。
2003年美國國立衛(wèi)生研究院（NIH）發(fā)布的“線路圖”,，是當(dāng)代健康科學(xué)研究的一個重要“指針”。它在三個主要領(lǐng)域確定了當(dāng)前的重大機(jī)遇：探索新途徑和新方法,、打造未來的研究團(tuán)隊,、重新設(shè)計臨床研究事業(yè)。圍繞NIH線路圖的主題,，美國各大相關(guān)研究機(jī)構(gòu)相繼采取了一系列大動作,。
關(guān)鍵詞一：系統(tǒng)生物學(xué)2005年底，美國能源部宣布,，自2002年開始實施的后基因組計劃（“從基因組到生命”）下一階段的核心任務(wù)是要發(fā)展系統(tǒng)生物學(xué)——一門整合了大科學(xué)和傳統(tǒng)實驗科學(xué),，并涉及生命科學(xué)和信息科學(xué)等的綜合學(xué)科。2006年2月,，美國總統(tǒng)布什要求在2007年為這項計劃資助一億一千九百萬美元,。美國能源部表示，這項計劃的潛在影響可能涉及新的生物技術(shù)產(chǎn)業(yè),、納米材料和環(huán)境科學(xué)等方面,，將對經(jīng)濟(jì)、社會和人類本身產(chǎn)生重大而深遠(yuǎn)的影響,。
關(guān)鍵詞二：干細(xì)胞作為基因研究的新領(lǐng)域,，干細(xì)胞研究力求在未來能夠讓患者體內(nèi)的多種組織實現(xiàn)再生,，替代病變組織。2004年11月美國加利福尼亞州批準(zhǔn)一項撥款30億美元進(jìn)行干細(xì)胞研究的71號提案,，計劃以發(fā)行債券的形式在10年內(nèi)每年拿出3個億支持干細(xì)胞研究,。盡管圍繞該提案還有不少爭議，但支持者信心很足,，認(rèn)為干細(xì)胞研究不僅有可能幫助治愈病人,，而且對當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)也會起到巨大的推動作用。
關(guān)鍵詞三：癌癥基因組2005年NIH開始了“人類癌癥基因組計劃”的試驗階段,，目標(biāo)是“總結(jié)癌細(xì)胞中所有的遺傳突變從而發(fā)現(xiàn)新的藥物靶點”,。該計劃耗資高達(dá)15億美元，為期10年,，將資助能夠進(jìn)行腫瘤高通量分析的中心,，首先對2～3種腫瘤的5000～6000個基因重新測序，然后在相關(guān)技術(shù)發(fā)展和生物信息學(xué)系統(tǒng)推進(jìn)等方面尋求突破,。
關(guān)鍵詞四：結(jié)構(gòu)基因組人的身體需要數(shù)以億計蛋白質(zhì)分子的協(xié)調(diào)行動,，每一個蛋白質(zhì)分子都有一個獨特的三維結(jié)構(gòu)。假如一種蛋白質(zhì)的三維構(gòu)相發(fā)生了變化,，就會對人的健康產(chǎn)生很大的影響,。2000年，NIH發(fā)起與人類基因組計劃規(guī)模相當(dāng)?shù)?ldquo;蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)啟動計劃”,，即“結(jié)構(gòu)基因組計劃”,，它的最終目標(biāo)是在10年內(nèi)獲得10000個蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)。2005年7月,，NIH宣布再注資3億美金,，以盡快解析一大批蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，并集中力量研究如何攻克難度大又富有挑戰(zhàn)性的蛋白質(zhì),，包括那些藥物靶標(biāo)蛋白,。
除美國外，英國,、日本等國家也不甘落后,，紛紛斥巨資引領(lǐng)生物醫(yī)藥領(lǐng)域的大科學(xué)研究。
英國研究理事會在2004年將“干細(xì)胞研究計劃”列為未來三年新啟動研究計劃之首,，僅2005～2006年就為干細(xì)胞研究注資7000萬英鎊,。在后基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)研究方面，英國政府預(yù)計資助總額在2.46億英鎊,。此外，英國政府還計劃在“腦科學(xué)”和“動物傳染性疾病”兩方面加大研究力度,，以發(fā)展新的腦科學(xué)技術(shù),，開發(fā)出針對動物傳染病的疫苗等,。
日本政府于2002年底提出“生物產(chǎn)業(yè)立國”的口號。并決定從2004年起實施一項名為“基因組網(wǎng)絡(luò)研究”的新計劃,，用以查明基因,、蛋白質(zhì)如何在體內(nèi)發(fā)生復(fù)雜的相互作用，最終引發(fā)癌癥等疾病的整體過程,，從而獲取大量與制藥相關(guān)的信息,。這項計劃持續(xù)5年，當(dāng)年即投入30億日元,。在蛋白質(zhì)功能研究方面,，日本文部科學(xué)省從2002年4月起實施了“后基因組研究”大型生命科研計劃，目標(biāo)是5年內(nèi)解析與查明3000種與開發(fā)新藥相關(guān)的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能,，以彌補(bǔ)在人類基因組研究中與歐美國家形成的差距,。
在我國，以1993年國家自然科學(xué)基金委員會批準(zhǔn)重大項目“中華民族基因組若干位點基因結(jié)構(gòu)比較研究”立項為標(biāo)志,，新時期生命科學(xué)前沿領(lǐng)域大科學(xué)研究的帷幕徐徐拉開,。此后，國家自然科學(xué)基金,、國家“863”,、國家“973”等科學(xué)計劃相繼對基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué),、結(jié)構(gòu)基因組學(xué),、納米科學(xué)等大科學(xué)研究計劃進(jìn)行了重點支持，其中僅對蛋白質(zhì)組學(xué)研究的支持總計已經(jīng)近1億元人民幣,。今年2月頒布的《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》表明,，我國對生命科學(xué)領(lǐng)域大科學(xué)研究的支持力度還將進(jìn)一步加大。
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周光召院士談“大科學(xué)”與“小科學(xué)”
中國科協(xié)名譽(yù)主席的周光召院士曾在2004年底強(qiáng)調(diào),，具有明確國家戰(zhàn)略目標(biāo)的前沿科學(xué)研究,，將對社會和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展產(chǎn)生巨大推動作用。他說：“基礎(chǔ)研究面對未知的領(lǐng)域,，如同作戰(zhàn)一樣,，如果說小科學(xué)項目是小的偵察部隊，大科學(xué)項目則是打攻堅戰(zhàn)”,。周光召說小的研究隊伍進(jìn)行探索性,、前瞻性的研究，強(qiáng)調(diào)自由探索,，小科學(xué)對新興的科學(xué)領(lǐng)域常常起到開路的作用,。但是，當(dāng)一個科學(xué)領(lǐng)域已經(jīng)達(dá)到一定的成熟度以后,，會出現(xiàn)若干有重大科學(xué)意義或應(yīng)用價值的目標(biāo)和方向,，需要大規(guī)模的投資和大批科學(xué)家參與方能完成,。這時，客觀上就產(chǎn)生了組織大科學(xué)項目的需要,。要在鼓勵基礎(chǔ)研究自由探索（小科學(xué)）的同時,，強(qiáng)調(diào)與國家目標(biāo)的聯(lián)系，增加對戰(zhàn)略性基礎(chǔ)研究（大科學(xué)）的投資,。
